(57)【要約】      （修正有）【課題】有機ハロゲン化合物と重金属類を含む汚染土壌を浄化することができるとともに、土壌の浄化に使用した鉄含有粉を重金属類とともに回収して再利用することができる、安価で簡便な汚染土壌の処理方法を提供する。【解決手段】有機ハロゲン化合物と、Ｐｂ、Ｃｒ、Ａｓ、Ｓｅ、ＣｄおよびＨｇから選ばれる少なくとも一種からなる重金属類とを含む汚染土壌に、鉄粉または金属被覆鉄粉などの鉄含有粉を添加して有機ハロゲン化合物を分解させた後、土壌の洗浄分級によって鉄含有粉および重金属類を分配して濃縮する。土壌の洗浄分級を行った後、重金属類および鉄含有粉を回収する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物と重金属類を含む汚染土壌に鉄含有粉を添加して有機ハロゲン化合物を分解させた後、土壌の洗浄分級によって鉄含有粉および重金属類を分配して濃縮することを特徴とする、汚染土壌の処理方法。
【請求項２】
前記鉄含有粉が鉄粉または金属被覆鉄粉であることを特徴とする、請求項１に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項３】
前記重金属類がＰｂ、Ｃｒ、Ａｓ、Ｓｅ、ＣｄおよびＨｇから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、請求項１または２に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項４】
前記土壌の洗浄分級を行った後、前記重金属類および前記鉄含有粉を回収することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の汚染土壌の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌の処理方法に関し、特に、有機ハロゲン化合物と重金属類を含む汚染土壌の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機ハロゲン化合物を含む汚染土壌に鉄粉を添加することによって汚染土壌を浄化する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、重金属や有機化合物を含む汚染土壌に圧搾空気とともに鉄粉を供給することによって汚染土壌を浄化する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６３５２２号公報（段落番号０００７）
【特許文献２】
特開平１０−７１３８６号公報（段落番号００１２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、有機ハロゲン化合物と重金属を複合的に含む汚染土壌では、有機ハロゲン化合物と重金属との相互作用や、汚染土壌に薬剤として添加される鉄粉と有機ハロゲン化合物や重金属との相互作用が明確にされていなかった。
【０００５】
また、上述した従来の汚染土壌の浄化方法において使用した鉄粉は、浄化後も土壌中に残存したままであるが、環境への影響が少ないため、そのまま放置されることが多い。しかし、浄化に使用した鉄粉を重金属類とともに回収して再利用することができれば、より環境に望ましいが、そのような回収や再利用を行うことができる簡便な方法は知られていない。
【０００６】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、有機ハロゲン化合物と重金属類を含む汚染土壌を浄化することができるとともに、土壌の浄化に使用した鉄含有粉を重金属類とともに回収して再利用することができる、安価で簡便な汚染土壌の処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、有機ハロゲン化合物と重金属類を含む汚染土壌に鉄含有粉を加えて有機ハロゲン化合物を分解させた後に、土壌の洗浄分級により鉄含有粉および重金属類を分配して濃縮することによって、鉄含有粉を使用して汚染土壌を一括処理する安価で簡便な汚染土壌の処理方法を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明による汚染土壌の処理方法は、有機ハロゲン化合物と重金属類を含む汚染土壌に鉄含有粉を添加して有機ハロゲン化合物を分解させた後、土壌の洗浄分級によって鉄含有粉および重金属類を分配して濃縮することを特徴とする。この汚染土壌の処理方法において、鉄含有粉が鉄粉または銅などの金属で被覆した金属被覆鉄粉であるのが好ましく、重金属類がＰｂ、Ｃｒ、Ａｓ、Ｓｅ、ＣｄおよびＨｇから選ばれる少なくとも一種であるのが好ましい。また、土壌の洗浄分級を行った後、重金属類および鉄含有粉を回収するのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による汚染土壌の処理方法の実施の形態では、重金属類と有機ハロゲン化物を含む汚染土壌に鉄含有粉を加えることによって汚染土壌中の有機ハロゲン化合物を分解させた後に、土壌の洗浄分級によって鉄含有粉および重金属類を分配して濃縮する。
【００１０】
本発明による汚染土壌の処理方法の実施の形態は、０．００１〜５０００ｍｇ／ｋｇの有機ハロゲン化合物などのＶＯＣと０．００１〜６００ｍｇ／ｋｇの重金属類を含む汚染土壌に適用すると効果的である。
【００１１】
汚染土壌中に含まれる有機ハロゲン化合物としては、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロエチレン、四塩化炭素、ジクロロメタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，３−ジクロロプロパン、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレンなどの有機ハロゲン化合物が含まれ、重金属類としては、Ｐｂ、Ｃｒ、Ａｓ、Ｓｅ、ＣｄおよびＨｇなどが含まれる。
【００１２】
汚染土壌に添加して混合する鉄含有粉の量は、汚染土壌に対して０．１〜１０重量％であるのが好ましい。この鉄含有粉としては、還元鉄粉、アトマイズ鉄粉、比表面積が５００ｃｍ２／ｇ以上の海綿状鉄粉のような金属元素含有物などを使用するのが好ましい。この鉄含有粉の混合方法は、重機などにより良く混合する方法が好ましい。鉄含有粉の混合率が悪いと、局所的に鉄含有粉の量が少ない部分が生じて、この部分が全体の浄化期間における律速になるおそれがあるからである。
【００１３】
このようにして汚染土壌中の有機ハロゲン化合物を分解させた後、土壌に水を添加して、土壌の表面を摩耗させ、鉄含有粉の平均粒径より大きい篩目、例えば、７５μｍの篩目の篩などにより、７５μｍより大きい粒径の土壌と７５μｍ以下の粒径の土壌に分級する。この分級により鉄含有粉を篩い分けし、この篩い分けによって、平均粒径３０μｍ程度の鉄含有粉が７５μｍの篩目の篩を通過して７５μｍ以下の粒径の土壌に分配され、この鉄含有粉に付着した重金属類も鉄含有粉とともに７５μｍ以下の粒径の土壌に分配されるので、鉄含有粉および重金属類を分配して濃縮することができる。
【００１４】
この洗浄分級に使用した洗浄水は、シックナー（非濾過分離装置）により水処理する。この水処理の方法としては、重金属の種類により適正なｐＨの範囲は若干異なるが、ｐＨを６〜１０に調整し、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸鉄、硫酸第二鉄などの鉄塩を洗浄水１Ｌに対して０．１〜５ｇ／Ｌ添加することにより、重金属類を不溶化させる方法が好ましい。土壌と水の比率は、２：１〜１：２程度が好ましい。水の量が少ないと土壌を摩耗させ難くなり、水の量が多いと洗浄水の安定化処理のための薬剤量が多くなるからである。
【００１５】
また、鉄含有粉により有機ハロゲン化合物を分解させる際に、鉄イオンの生成が起こる。イオン化した鉄が重金属を吸着して共沈することにより重金属の溶出を抑制させるため、水処理の負荷を軽減することができる。
【００１６】
また、鉄含有粉による有機ハロゲン化合物の分解は、土壌中に含有する重金属によって通常の土壌よりも促進される。これは、溶出した重金属イオンと鉄含有粉との置換反応によるものと考えられる。汚染土壌を浄化した後、鉄含有粉とともに重金属を分離して回収することによって、鉄含有粉および重金属を再使用することができる。この分離方法としては、磁選が好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明による汚染土壌の処理方法の実施例について詳細に説明する。
【００１８】
［実施例１］
表１に示すように、１１０ｍｇ／ｋｇのＰｂを含有し、Ｐｂの溶出値が０．０３ｍｇ／Ｌでトリクロロエチレン（ＴＣＥ）の溶出値が０．０８ｍｇ／Ｌの汚染土壌に、平均粒径３０μｍで比表面積２ｍ２／ｇの海綿状鉄粉を、土壌に対して１重量％になるように添加して混合した。この混合後５日経過後に、表１に示すように、ＴＣＥの溶出値が０．００１ｍｇ／Ｌになり、Ｐｂの溶出値が０．００５ｍｇ／Ｌ未満になった。
【００１９】
【表１】
2005007269.tif 000002
【００２０】
その後、土壌に水を添加してリパルプする洗浄を行って、７５μｍの篩目の篩により７５μｍ以下の粒径の土壌と７５μｍより大きい粒径の土壌に分級した。この分級後の７５μｍ以下の粒径の土壌の質量分布率は３５％であり、７５μｍより大きい粒径の土壌の質量分布率は６５％であった。この洗浄分級後に各々の土壌と洗浄水のＰｂの溶出値を測定したところ、表２に示すように、Ｐｂの溶出値はいずれも０．００５ｍｇ／Ｌ未満であった。また、各々の土壌中のＰｂの含有量を測定したところ、７５μｍより大きい粒径の土壌中のＰｂの含有比率は、全体の土壌中のＰｂの含有量の２９％であり、７５μｍ以下の粒径の土壌中のＰｂの含有比率は、全体の土壌中のＰｂの含有量の７１％であった。この結果から、土壌の洗浄分級により、平均粒径３０μｍの鉄粉の大部分が７５μｍの篩目の篩を通過して７５μｍ以下の粒径の土壌に分配され、この鉄粉に付着したＰｂも大部分が鉄粉とともに７５μｍ以下の粒径の土壌に分配されることがわかる。
【００２１】
【表２】
2005007269.tif 000003
【００２２】
なお、Ｐｂの溶出値の測定はＪＩＳＫ０１０２（１９９８）５５．４の分析方法に準じて行い、ＴＣＥの溶出値の測定はＪＩＳＫ０１２５（１９９５）５．２の分析方法に準じて行った。
【００２３】
［実施例２］
１１０ｍｇ／ｋｇのＰｂを含有する土壌を２０ｍＬのバイアル瓶に１０ｇ入れ、実施例１と同様の鉄粉０．１ｇを加えて密閉した後、ＴＣＥ１μＬを添加した。その後、７５００ガウスの棒磁石で磁選し、さらに１５００ガウス棒磁石で磁選して土壌から鉄粉を回収し、鉄粉とともに回収されたＰｂの量を調べた。その結果、土壌に加える前に鉄粉に含まれるＰｂの量は１ｐｐｍ未満であったが、回収後の鉄粉とともに回収されたＰｂの量は１２２ｐｐｍであった。したがって、この回収後の鉄粉からＰｂを回収すれば、Ｐｂを有価金属として再利用することができる。
【００２４】
次に、１００ｍＬのバイアル瓶に、水５０ｍＬと回収した鉄粉０．５ｇをそのまま加えて密閉し、ＴＣＥ１μＬを添加し、３００ｒｐｍで振とうさせながら、ヘッドスペースガス中のＴＣＥをガスクロマトグラフによって一定期間毎に測定した。その結果、図１に示すように、回収した鉄粉を使用してもＴＣＥを分解できることが確認された。
【００２５】
［実施例３］
ハクトウ土と水を１：１で混合し、塩化鉛を加えてＰｂ含有量を３７０ｍｇ／ｋｇとした模擬Ｐｂ含有土壌を作成した。この模擬Ｐｂ含有土壌２ｋｇに、土壌に対して０．１重量％の鉄粉を混合し、バイアル瓶に入れて密栓し、１００ｍｇ／ｋｇのＴＣＥを添加した。２５℃で静置して養生した後、モニタリングを行い、ＴＣＥの溶出値を測定した。ＴＣＥの溶出値が０．０３ｍｇ／Ｌ以下になったことを確認した後、Ｐｂの溶出値を測定した。ＴＣＥの溶出値が０．０３ｍｇ／Ｌ以下になった期間をＴＣＥ分解日数とすると、ＴＣＥ分解日数は２８５日であり、Ｐｂ溶出値は１．８０ｍｇ／Ｌであった。この結果から、鉄粉を添加することによりＰｂの溶出が抑えられることがわかる。
【００２６】
［実施例４］
鉄粉の混合量を０．５重量％にした以外は実施例３と同様の操作を行ったところ、ＴＣＥ分解日数は８２日であり、Ｐｂ溶出値は０．２２ｍｇ／Ｌであった。
【００２７】
［実施例５］
鉄粉の混合量を１重量％にした以外は実施例３と同様の操作を行ったところ、ＴＣＥ分解日数は３６日であり、Ｐｂ溶出値は０．１０ｍｇ／Ｌであった。
【００２８】
［実施例６］
鉄粉の混合量を５重量％にした以外は実施例３と同様の操作を行ったところ、ＴＣＥ分解日数は１０日であり、Ｐｂ溶出値は０．０１ｍｇ／Ｌ未満であった。
【００２９】
［比較例１］
鉄粉を混合しなかった以外は実施例３と同様の操作を行ったところ、ＴＣＥは分解されず、Ｐｂ溶出値は１３．１７ｍｇ／Ｌであった。この比較例および実施例３〜６の結果から、鉄粉の量の増加とともにＴＣＥ分解日数が短くなり、Ｐｂ溶出値が小さくなるのがわかる。
【００３０】
［比較例２］
模擬土壌がＰｂを含有しない以外は実施例５と同様の操作を行ったところ、ＴＣＥ分解日数は４８日であった。この比較例と実施例５を比較することにより、Ｐｂを含有する土壌の浄化は、Ｐｂを含有しない土壌の浄化より促進されることがわかる。
【００３１】
なお、実施例３〜６および比較例１〜２の結果を表３にまとめて示す。
【００３２】
【表３】
2005007269.tif 000004
【００３３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、有機ハロゲン化合物と重金属類を含む汚染土壌を浄化することができるとともに、土壌の浄化に使用した鉄含有粉を重金属類とともに回収して再利用することができる、安価で簡便な汚染土壌の処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２において回収した鉄粉を使用した場合のＴＣＥの分解を示すグラフ。
【図１】
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